Механика · Расчёт и модель
Водяная ракета: расчёт вместо запуска
Как начальная скорость влияет на высоту идеального вертикального подъёма?
8–11 классы · 3 встречи по 45 минут · ожидание между встречами указано в шагах
До начала работы
Бутылки под давлением не собирать и не запускать; расчёт не является инструкцией запуска.
Покажите план руководителю и согласуйте условия. Квадрат скорости, перевод единиц; энергия движения mv²/2 и изменение энергии тяжести mgh.
Подготовьте материалы
- калькулятор
- бумага
- учебные скорости 5, 10, 15 м/с
- g=9,8 м/с²
Сначала предположение
Запишите, какой результат ожидаете и почему. Для конструкции задайте критерий успеха, для расчёта — допущения, для источников — проверяемое утверждение.
- Меняем или сравниваем
- начальная скорость после окончания разгона
- Фиксируем
- добавочная высота v²/(2g), м
- Сохраняем / принимаем в модели
- без сопротивления воздуха, разгон уже завершён
Маршрут исследования
- 1
Нарисуй два этапа: разгон и свободный подъём.
- 2
Для заданных скоростей рассчитай добавочную высоту.
- 3
Построй зависимость и проверь эффект удвоения скорости.
- 4
Перечисли причины расхождения с реальной ракетой.
- 5
Объясни, почему модель не определяет безопасное давление запуска.
Что должно остаться после работы
- Исходная таблица с единицами или карточки свидетельств. Неудачные попытки и изменения условий тоже записаны.
- Ответ на вопрос с двумя конкретными свидетельствами, объяснением и ограничением.
- План следующей проверки: Добавь заданную высоту окончания разгона 2 м и пересчитай полную высоту идеальной траектории.
- Личный итог каждого участника и короткая защита по исходному журналу.
Нужна помощь? Начните с двух вариантов и одной строки таблицы. Если результат не получается, проверьте условия с руководителем. Отсутствие ожидаемого эффекта можно обсуждать; выдумывать измерения нельзя.
Мой журнал проекта
Записи хранятся только в этом браузере и не отправляются руководителю. Для передачи скачайте файл. На общем компьютере после скачивания очистите записи. Можно вести тот же журнал на бумаге.
Загружаем записи…
Источники и инструменты
- Science Buddies: переменные и условия сравнения ↗
Опора для планирования исследования; конкретные задания курса написаны заново.
- Science Buddies: инженерный процесс ↗
Различаем проверку гипотезы и улучшение конструкции по критериям.
Предметное объяснение и ограничения — в руководстве учителю. Общие методические источники не являются проверкой каждого опыта. Руководитель предварительно пробует конкретную установку.